1.速度控制功能

    預(yù)矯直機(jī)的速度控制是物料傳輸?shù)闹匾�模塊之一，主要針對(duì)上游冷卻設(shè)備MULPIC和下游設(shè)備的輥道分組控制，與產(chǎn)線的全自動(dòng)控制中的鋼板控制數(shù)量有著緊密的聯(lián)系。主要有：（1）輥道同步和控制，主要實(shí)現(xiàn)鋼板在輥道上運(yùn)輸與上下游設(shè)備的速度匹配控制；（2）與其他PLC的通訊等。為了控制矯直機(jī)的入口和出口輥道，將一些互鎖裝置和數(shù)據(jù)與負(fù)責(zé)輥道控制的PLC的相關(guān)數(shù)據(jù)相互交換。輥道控制原理圖如圖1所示：

圖1 輥道速度控制圖

    （ω*=速度參考值（來(lái)自PLC），ω=實(shí)際速度，Rω=速度調(diào)節(jié)器）

    此功能用于改變矯直機(jī)區(qū)域速度。為了達(dá)到速度平穩(wěn)改變和時(shí)間消耗間的最佳平衡，選擇加速和減速值。此速度應(yīng)用與矯直過(guò)程中的矯直輥，由控制設(shè)備管理。

    2.矯直機(jī)主體功能控制

    在全部自動(dòng)化模式下，咬入、矯直、及出尾速度參考值會(huì)自動(dòng)地由二級(jí)模型計(jì)算出來(lái)，并根據(jù)鋼板位置通過(guò)S-Ramp應(yīng)用到傳動(dòng)裝置上。操作工可以用主控制臺(tái)上的操作手柄手動(dòng)移動(dòng)/或矯直鋼板。如圖2所示：

圖2 矯直機(jī)HGC系統(tǒng)控制圖

    2.1安全功能

    速度控制的安全功能可以由操作工通過(guò)按鈕或自動(dòng)通過(guò)硬件和軟件控制，來(lái)啟動(dòng)安全設(shè)置，如：矯直機(jī)主體的正常停止、快停和急停等操作。急停情況下，進(jìn)行以下操作：

    1)從矯直機(jī)區(qū)域到速度控制的停止請(qǐng)求。

    2)HGC的位置參考值設(shè)為零并將控制回路打開。

    3)每個(gè)HGC的伺服-比例閥完全打開，用于將內(nèi)徑側(cè)油清空到油箱里（油排到油箱內(nèi)）。

    4)如果必要的話，每個(gè)HGC快速打開閥控制用于更快速地清空內(nèi)徑腔。

    5)位置上的各安全閥用于使壓力走向返回回路。

    6)打開連桿壓力閥。

    然后矯直機(jī)快速打開。當(dāng)錯(cuò)誤消失，操作工必須通知報(bào)警，允許關(guān)閉或重新裝配HGC回路。

    2.2液壓缸輥縫控制

    上輥系定位由四個(gè)液壓鋼操縱。這些長(zhǎng)沖程液壓缸安裝在矯直機(jī)機(jī)架的上部分。每個(gè)液壓缸通過(guò)一個(gè)液壓輥縫控制模塊由一個(gè)伺服比例閥控制。每個(gè)液壓缸都配有一個(gè)位置傳感器和一個(gè)壓力傳感器。HGC控制分成三個(gè)主要功能：位置參考確立、主要回路、安全設(shè)備等。這些參數(shù)通過(guò)輥縫扭矩調(diào)整或操作工操縱控制位置拉桿由自動(dòng)移動(dòng)來(lái)確定。

    2.3參考值計(jì)算

    所有的速度請(qǐng)求來(lái)自自動(dòng)移動(dòng)，操作拉桿用于產(chǎn)生：用于第1對(duì)的一個(gè)全程平均速度移動(dòng)和用于第2對(duì)的一個(gè)全程平均速度移動(dòng)。然后將這些速度移動(dòng)整合成全程定位參考值。這些參考值再輸送到主回路中。

    整合之前，限制速度總量，以避免超過(guò)HGC的最大速度。位置參考值由HGC最大沖程、傳動(dòng)側(cè)和非傳動(dòng)側(cè)間的最大允許傾斜度以及入口和出口位置間的最大差值決定的。

    2.4輥縫扭矩調(diào)整

    輥縫扭矩調(diào)整旨在通過(guò)關(guān)閉或打開輥縫（僅在入口側(cè)）按照二級(jí)生成的扭矩預(yù)設(shè)進(jìn)行鋼板矯直。

    將扭矩的總和與扭矩參考值比較，將二級(jí)生成的值與前面比較的誤差相乘，來(lái)改變輥縫誤差。然后將這個(gè)輥縫誤差求積分，得到一個(gè)輥縫修正值，用于入口側(cè)矯直機(jī)輥縫的調(diào)整和設(shè)定。

    2.5主回路

    液壓缸在一個(gè)閉環(huán)回路中單獨(dú)控制。位置尺寸和到達(dá)位置間的差值形成了反饋到位置控制回路的錯(cuò)誤信號(hào)。控制器為P（比例）型。

    各控制器的增量被動(dòng)態(tài)調(diào)整以適應(yīng)矯直力和HGC運(yùn)動(dòng)的方向。這使完整回路線性化并計(jì)算根據(jù)壓降改變的伺服-比例閥響應(yīng)。

    在伺服-分配器命令執(zhí)行之前，將壓力環(huán)增加到柵上的一個(gè)位置。如果壓力內(nèi)部HGC過(guò)于接近最大壓力限制，允許回路控制伺服-分配器（代替位置回路）。

    3.自動(dòng)控制順序

    3.1預(yù)定位

    在頭部咬入之前，矯直機(jī)必須根據(jù)預(yù)設(shè)值定位，同時(shí)進(jìn)行的步驟請(qǐng)求：將四個(gè)HGC運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)到預(yù)定位置+咬入偏置值。當(dāng)所有的運(yùn)動(dòng)完成時(shí)，矯直機(jī)進(jìn)行“預(yù)定位”并可以開始咬入。

    3.2矯直機(jī)標(biāo)定

    此步驟的目的是標(biāo)定矯直機(jī)，使上輥系與下輥系平行。將位置儲(chǔ)存，并在所有矯直過(guò)程中作為參數(shù)使用。由于參數(shù)值由輥系決定，此步驟必須是至少在各輥系更換完畢后由操作工啟動(dòng)。此步驟需要一個(gè)標(biāo)定鋼板，理想狀態(tài)下應(yīng)沒(méi)有平面度缺陷且有一個(gè)已知的恒定厚度。矯直機(jī)完全打開時(shí)，標(biāo)定鋼板放置在上輥系下面。當(dāng)鋼板定位時(shí)，四個(gè)HGC會(huì)自動(dòng)下壓直到標(biāo)定力到達(dá)各液壓缸。當(dāng)四個(gè)HGC為同一標(biāo)定力，記錄下它們的位置并調(diào)入標(biāo)定位置。

    3.3空道次

    按照規(guī)定的輥縫或鋼板厚度+偏置值輕輕打開矯直機(jī)。要求為了到達(dá)輥縫，四個(gè)HGC液壓缸回到原位、軋制線上入口和出口下輥的位置回到原位。當(dāng)所有的移動(dòng)完成時(shí)，將鋼板傳送到矯直機(jī)的另一側(cè)使其前端在熱檢HMD下面。

    3.4完全打開

    設(shè)計(jì)此步驟用于完全打開矯直機(jī)。以下步驟要求同時(shí)進(jìn)行：完全撤回四個(gè)HGC液壓缸、將彎輥液壓缸位置置零（矯直輥不彎）、在軋制線上撤回入口和出口下輥、當(dāng)所有的運(yùn)動(dòng)完成時(shí)，矯直機(jī)“完全打開”。

    4.輔助功能

    4.1上壓框架平衡

    上壓框架由四個(gè)負(fù)責(zé)支撐和保持與4個(gè)軋制力（HGC）缸相接觸的液壓缸“懸掛”在機(jī)器主機(jī)架上。因此，液壓缸中的壓力比上壓框架+上輥系重量所需的支撐力稍大一些。在正常的操作和輥系移除過(guò)程中，平衡液壓缸會(huì)在平衡模式下自動(dòng)啟動(dòng)。

    4.2軸夾緊系統(tǒng)

    軸夾緊系統(tǒng)是一個(gè)在換輥系過(guò)程中使軸保持定位的系統(tǒng)，它使聯(lián)結(jié)器保持在相同的垂直和水平位置上且使嵌入操作和拔出操作在同一方向上。

    4.2.1設(shè)備主要組成

    1)一個(gè)下橫梁配有用于支撐下聯(lián)軸器的襯墊。升高和下降動(dòng)作通過(guò)電機(jī)傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

    2)相互接近并與下軸夾緊的中間橫梁。

    3)一個(gè)配有與上聯(lián)軸器接觸的襯墊的上橫梁。

    4)從上到下配有2×2液壓缸（入口和出口側(cè)，用于上下橫梁）。下液壓缸由下橫梁支撐并支撐中間框架。上液壓缸由中間橫梁支撐并支撐上橫梁。

    4.2.2軸夾緊原則

    1)升起與下軸接觸的下橫梁，根據(jù)矯直機(jī)輥?zhàn)訉?shí)際直徑定位。

    2)靠近中間橫梁并通過(guò)啟動(dòng)下液壓缸降低它們使其與下軸接觸，以保持內(nèi)部壓力。然后，夾緊下軸。

    3)通過(guò)啟動(dòng)HGC液壓缸，將上輥系降低到上軸，與中間橫梁接觸。

    4)通過(guò)啟動(dòng)上液壓缸，降低上橫梁，使之與上軸接觸，以保持內(nèi)部壓力。然后，夾緊上軸。

    松開軸時(shí)，程序相同，順序相反。如果新軸直徑不同，下橫梁必須重新定位。在線路正常操，作時(shí)，下橫梁位于停止位置（下），中間橫梁打開，上橫梁位于停止位置（上）。液壓缸在兩室內(nèi)無(wú)壓力。在換輥系時(shí)，根據(jù)在前一章描述的原則啟動(dòng)設(shè)備。運(yùn)動(dòng)由操作工負(fù)責(zé)從就地控制面板上手動(dòng)或半自動(dòng)啟動(dòng)。

     4.3輥系安裝 

    輥系的安裝必須考慮兩種情況：上下輥系安裝（兩個(gè)輥系）、僅下輥系安裝兩種方式。在此操作中，操作工檢查一切設(shè)備狀態(tài)是否正常。所有允許的操作都由操作工負(fù)責(zé)完成。任何錯(cuò)誤的行為可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備和人員傷害。操作順序可分成7步：上輥系嵌入（當(dāng)必須安裝所有輥系時(shí)）、上輥系夾緊（當(dāng)必須安裝所有輥系時(shí)）、上軸松開、下輥系嵌入、下軸松開、人工干預(yù)、軟管連接，中間框架、控制系統(tǒng)重啟，矯直機(jī)處于“READY“準(zhǔn)備狀態(tài)。

    4.3.1上輥系嵌入

    當(dāng)上輥系位于下輥系上方時(shí)，操作工必須移動(dòng)矯直機(jī)里的托架。通過(guò)按鈕從非傳動(dòng)側(cè)就地控制單元來(lái)完成。上輥系輥?zhàn)颖仨氝B接在上軸上。因此，為了調(diào)準(zhǔn)輥?zhàn)勇?lián)結(jié)器的各機(jī)械設(shè)備，操作工可以使輥系或下軸支架運(yùn)動(dòng)或在兩個(gè)方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)軸。

    4.3.2上輥系夾緊

    當(dāng)托架進(jìn)入矯直機(jī)，且上軸連接到上輥系輥?zhàn)訒r(shí)，可進(jìn)行以下操作。通過(guò)平衡/升吊液壓缸促動(dòng)裝置，必須將上壓框架降低到能夠與上輥系接觸。在脈沖模式下通過(guò)按下“上壓框架↓”按鈕實(shí)現(xiàn)。當(dāng)上壓框架與上輥系接觸時(shí)，可在脈沖模式下通過(guò)“輥系夾緊”按鈕來(lái)夾緊輥系。通過(guò)啟動(dòng)夾緊液壓缸（共4個(gè)）使上輥系自動(dòng)鎖住。

    4.3.3上軸松開

    當(dāng)上輥系夾緊到上壓框架上時(shí)，可進(jìn)行以下操作。通過(guò)將上橫梁升高到更高的位置，可將上軸松開。可在脈沖模式下按下“上軸夾緊/松開”按鈕來(lái)完成。

    完成后，用平衡/升吊液壓缸促動(dòng)裝置將上壓框架完全升起。在脈沖模式下按下“上壓框架↑”按鈕來(lái)完成。

    4.3.4下輥系嵌入

    上輥系夾緊后，必須將下輥系輥?zhàn)舆B接到下軸上。因此，為了調(diào)準(zhǔn)輥?zhàn)勇?lián)結(jié)器的各機(jī)械設(shè)備，操作工可以使輥系或下軸支架運(yùn)動(dòng)或在兩個(gè)方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)軸。

    用按鈕，從傳動(dòng)側(cè)就地控制單元移動(dòng)托架。

    4.3.5下軸松開

    當(dāng)下輥系輥?zhàn)优c下軸連接時(shí)，可將中間框架升到最高位置使下軸松開。可在脈沖模式下按“下軸夾緊/松開”按鈕完成。

    通過(guò)“軸支架↓”按鈕完全或部分地降低軸支架。

    4.3.6手動(dòng)干預(yù)

    包括：打開中間橫梁用于軸夾緊、重新連接接到輥系上的流體軟管、重新裝配上輥系油氣排泄歧管（傳動(dòng)側(cè)和非傳動(dòng)側(cè)）、打開吹磷的壓縮空氣停止閥、打開水冷卻閥等。

    4.4控制系統(tǒng)重啟矯直機(jī)“READY”

    重啟矯直機(jī)之前，操作工的責(zé)任時(shí)檢查一切設(shè)備良好且沒(méi)有人員在矯直機(jī)上進(jìn)行工作。操作員可通過(guò)人機(jī)界面完成程序。以下操作自動(dòng)執(zhí)行：上游和下游導(dǎo)板自動(dòng)定位在一條線上、開啟需求油氣裝置、開啟水冷卻控制裝置。此時(shí)，矯直機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)重啟，并通過(guò)標(biāo)定板的自動(dòng)標(biāo)定程序在HMI操作界面上進(jìn)行輥系的標(biāo)定，確定好輥系的初始狀態(tài)，矯直機(jī)處于“READY”狀態(tài)，等待鋼板的矯直。

    5.小結(jié)

    預(yù)矯直機(jī)的應(yīng)用提高了鋼板的板形質(zhì)量，預(yù)矯直機(jī)的平整效果也直接影響到后續(xù)設(shè)備熱矯直機(jī)的矯直質(zhì)量，目前寬厚板廠利用矯直機(jī)可生產(chǎn)X70、SS400等高強(qiáng)度品種板30余種，為生產(chǎn)高端中厚板產(chǎn)品提供可靠的技術(shù)保障，為企業(yè)贏得了效益，具有一定的推廣價(jià)值。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：軋鋼產(chǎn)線預(yù)矯直機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)功能簡(jiǎn)析（二）

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